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時間旅行的因果關係比我們想像的複雜多了,這裡面有太多「因果」

時間旅行能躲過因果嗎?

時間旅行故事的不一致和不連貫常常源於虛假的因果關係。

假設小百是一個時間旅行者,她向過去旅行了80年找到小宇,並打了一架,小百打掉了小宇的一顆牙。順著小百(或小宇)的個人時間,這個故事具有一致性,時間旅行的確對這一事件產生不了多少影響。但是,當我們檢驗這個故事在外部時間上的一致性時,問題就出來了,因為這涉及後發事件對早先事件的影響,顛倒了因果關係。事件的發展通常是前行,所以要與80年前的小百聯繫到一起,就需要對相關事件的連通性和連貫性來一個分裂,允許插入一個後發事件,即小宇的時間旅行。小百的活動從她的個人時間來看有著因果關係上的持續性,從外部時間來看卻沒有。

祖孫悖論

小明瞧不起她的爺爺。他殺人放火,參加了各種各樣的戰鬥技術訓練。儘管她一心想謀殺自己的爺爺,時間卻不利於他,因為她的爺爺在30年前就已經去世。犯罪調查人員會說,她有犯罪的動機和手段,但缺少機會。也就是說,她只有意外得到一台時間機器才能實現她的願望。現在,小明有了如願以償的機會。她在機器上進行了必要的設置,回到80年前。她下了時間機器,開始偷偷接近她的爺爺……我們在這一點上稍事停留:如果小明殺了她的爺爺,她就阻止了她爺爺生兒育女的可能。這就意味著不會有小明的爸爸,因此也不會有小明。可是,如果他根本不存在,他怎麼能回到過去?這就是著名的祖孫悖論。現在,我們考慮一下他即將要乾的事,然後再看下一步會怎樣。

首先,讓我們假設多世界假說是對宇宙正確的描述,這樣就避免了這個悖論。如果小明在她的爸爸還沒有被懷上之前成功地刺殺了她的爺爺,那麼世界的狀態就包含小明的心理、肉體、環境所涉及的事件的量子糾纏。因此,一旦她成功地刺殺了她的爺爺(或者在她動手之前通過意念將其致死),這一刻的宇宙就會分裂為兩個,從而不會產生外部時間的因果持續悖論,因果關係在不同宇宙將事件聯繫起來並且沒有任何不一致之處。但是,這個量子論解釋把因果悖論換成了個人同一性悖論。

下一步,讓我們假設目前還沒有多世界量子論解釋,小明能殺了她的爺爺嗎?大衛·劉易斯有一句名言:在某種意義上說,能;在另一種意義上說,不能。說她能殺了她的爺爺,指的是她具有這個能力、意願和機會;說她不能謀殺她的爺爺,是因為已經過去的外部時間不再能分開。

這與斯蒂芬·霍金的觀點也有聯繫。按照霍金的時序保護猜想,物理定律會防止祖孫悖論之類的宏觀矛盾。「時序保護社」解決諸如真空飄移或虛粒子之類的事件,防止CTC的發生。如果霍金的說法成立,也有多世界量子論解釋,那麼時間旅行到過去還有可能嗎?霍金關於一致歷史的觀點把我們帶到了因果悖論的特殊案例:因果循環。、

因果循環

因果循環是一個首尾相接的原因鏈:因為A所以B,因為B所以C……所以X,因為X所以A,因為A所以B,直至無窮。涉及回到過去的自然時間旅行是否都包含因果循環?這是爭論的一個焦點。我們已經看到,當不同尋常的宇宙結構負向彎曲時空時,就會產生因果循環。

小紅的卧室里突然出現了一個老太婆,向她講述了一些秘密,這些事只有小紅才知道。老太婆說服她當一名職業的網球運動員。小紅按老太婆告訴她的去做,打了一輩子網球,很成功,也很幸福。一天,她得到一台時間機器,決定利用它回到過去,想讓自己的少年時代更加幸福。小紅回到過去,站在了小時候的自己面前。她開始講述自己為人所不知的天賦和職業網球生涯的光輝前程。談話結束時,她激活了時間機器,回到她出發的時間。這則故事包含在一個因果循環里(見下表)。在C處故事分裂,因果循環沿著C1繼續發展。在C2處,小紅的世界線在因果循環事件之外繼續發展。

A:小紅(少年)的卧室里突然出現了小紅(老年)

B:少年小紅和老年小紅聊網球

C1:少年小紅說再見

C2:老年小紅說再見

D1:少年小紅成熟,網球生涯成功

D2:老年小紅回到自己的原始時間

E:小紅得到一台時間機器

F:小紅利用時間機器向過去旅行

A:小紅(少年)的卧室里來了小紅(老年)

B:……

在這則故事中,有些事件沒有開始,也沒有結束。故事的問題出在哪裡?其因果順序的每一刻都可以用以前的事件加以解釋,可是「小紅「的網球生涯將會成功」這一事實最先來自何處(或何時)?因果順序的每個部分雖然都能說得通,可是因果循環作為一個整體令人吃驚,因為它包含了無中生有的信息。像這樣沒有原因的原因是否可能,這是有爭議的。有些哲學家(如梅勒)認為,因果循環的時間旅行不可能,因為因果循環本身就不可能。他們認為,時間和因果關係必須方向相同。另一些哲學家(如霍維奇)認為,因果循環雖然並非不可能,但非常令人難以置信,因此時空不允許時間旅行者回到「本地」的過去(比如一個人自己的生活,因為這需要奇異量的能量)。還有一些哲學家(如劉易斯)認為因果循環是可能的,因為有些事件,比如大爆炸可以引入無中生有的信息,至少看起來沒有原因。

霍金認為,

運用CTC的因果循環故事就像祖孫悖論的故事。逆向的因果關係雖然從邏輯上說是有可能的,但是從物理學上來講是不可能的,「時序保護社」會積極預防它們的發生。在封閉時空里,對物體來說,CTC的柯西邊界是到達類時世界線的一個無法通過的障礙。如果時間旅行者能夠旅行到過去,則無論這個過去是否包含他們年輕的自我,他們都不能與過去的事件相互作用。

如果因果循環可能的話,這些時間旅行者就可以與過去的事件相互作用,但是只能一致。也就是說,只能保持過去已確定的事件。或許我們可以稱其為CTC的最高指導原則。就像其他沒有原因的原因難題一樣,因果循環是哲學思想在因果關係方面表現出的無法說明的問題。此外,像小紅之類的因果循環故事還會引起另一個問題,即個人同一性。


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